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专题十二 交变电流题组1交变电流的产生及其描述1.2016全国卷,21,6分多选如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则()A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于 TC.在t=T8时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等2.2015四川高考,4,6分小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是22Ne0D.有效值是2Ne03.2014天津高考,7,6分多选如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则()A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V4.2013福建高考,15,6分如图所示,实验室中有一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 ,外接R=9.0 的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin 10t (V),则()A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为102 VC.外接电阻R所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表的示数为1.0 A题组2变压器、远距离输送5.2016四川高考,2,6分如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则()A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变6.2016江苏高考,4,3分一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低D.U2U1,U2升高7.2016全国卷,19,6分多选如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b,当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为198.2016全国卷,16,6分一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定.当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为()A.2 B.3 C.4 D.59.2016海南高考,9,5分多选图(a)中,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表.原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图(b)所示.下列说法正确的是()A.变压器输入、输出功率之比为4:1B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4C.u随t变化的规律为u=51sin(50t)(国际单位制)D.若热敏电阻RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大10.2015海南高考,10,5分多选如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,V是理想电压表.现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表的读数为5.0 V,则()A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V11.2015全国卷,16,6分一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则()A.U=66 V,k=19B.U=22 V,k=19 C.U=66 V,k=13 D.U=22 V,k=1312.2015天津高考,6,6分多选如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小13.2015安徽高考,16,6分图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是()A.电压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动14.2014全国卷,21,6分多选如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则()A.UabUcd=n1n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍15.2014山东高考,17,6分多选如图所示,将额定电压为 60 V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和 2.2 A.以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2=11316.2014浙江高考,15,6分如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2.则()A.用户端的电压为 I1U1I2B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率为I1U17.2014福建高考,16,6分如图所示为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1=n42R,忽略灯丝电阻随温度的变化.当A、B 端接入低压交流电源时()A.A1、A2两表的示数相同B.L1 、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压18.2013江苏高考,8,4分多选如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光.要使灯泡变亮,可以采取的方法有()A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容一、选择题(每小题6分,共48分)1.2018江西赣中南五校联考,4普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab;cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd.为了使电流表能正常工作,则()A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd2.2018陕西第一次摸底检测,6心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器,其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联,该电源输出的电压恒为U0,如图所示.心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连,一个扬声器(可等效为一个定值电阻R2)与该变压器的次级线圈相连.若R2的功率此时最大,下列说法错误的是()A.大电阻R1两端电压为U02 B.理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R1R2 C.交流电源的输出功率为U022R1 D.通过扬声器的电流为U021R1R23.2018四川五校高三联考,3如图甲所示,n1n2=12的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1 m的光滑金属导轨相连,导轨处于竖直向下、磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中,电阻不计,副线圈接阻值R=2 的电阻,与导轨接触良好的电阻r=1 、质量m=0.02 kg的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间按图乙所示(正弦图线)规律变化,则()A.电压表的示数为2 VB.电路中的电流方向每秒钟改变5次C.电阻R实际消耗的功率为0.125 WD.在00.05 s的时间内外力F做功0.48 J4.2018湖南长沙长郡中学选拔考试,19多选如图所示的含理想变压器的电路中,原线圈电路中有定值电阻R,副线圈电路中定值电阻R和滑动变阻器串联,原、副线圈的匝数比为21,a、b端接电压恒定的正弦交流电,则在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中()A.电路中消耗的总功率在增大B.原线圈电路中定值电阻R消耗的功率在增大,副线圈电路中定值电阻R消耗的功率在减小C.原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比在增大D.原、副线圈电路中定值电阻R两端的电压之比恒为125.2018河南郑州一中高三入学测试,20多选如图甲所示的电路中,理想变压器的原、副线圈匝数比为101,在原线圈输入端a、b接入如图乙所示的不完整正弦交流电.电路中电阻R1=5 ,R2=6 ,R3为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,开始时开关S断开.下列说法正确的是()A.电压表的示数约为15.56 VB.电流表的示数约为1.41 AC.闭合开关S后,电压表示数变大D.闭合开关S后,电流表示数变大6.2018广东惠州第一次调研,20多选如图是通过变压器降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压可认为不变.输出电压通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,开关S闭合后,相当于接入电路中工作的用电器增加.如果变压器上的能量损失可以忽略,则开关S闭合后,以下说法正确的是()A.电压表V1示数不变,V2示数减小B.电流表A1、A2示数均增大C.变压器的输入功率减小D.电阻R1两端的电压减小7.2017北京顺义区二模,6如图,一理想变压器的原、副线圈匝数之比n1:n2=10:1,原线圈接入电压u=2202sin 100t(V)的交流电源,交流电压表和交流电流表对电路的影响可忽略不计,定值电阻R0=10 ,可变电阻R的阻值变化范围为010 ,则下列说法错误的是()A.副线圈中交变电流的频率为50 HzB.t=0.02 s时,交流电压表的示数为22 VC.当可变电阻阻值变大时,变压器的输入功率变小D.调节可变电阻R的阻值时,交流电流表示数的变化范围为1.12.2 A8.2017四川成都第三次诊断性检测,15图甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示的电压按正弦规律变化.下列说法正确的是()A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.图甲电压的有效值为220 V,图乙电压的有效值小于220 VC.图乙电压的瞬时值表达式为u=220 2sin 100t(V)D.图甲电压经过匝数比为110的变压器变压后,频率变为原来的10倍二、非选择题(共22分)9.2017湖北黄石检测,17,8分有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20 V的直流电源上,其消耗的功率为P;若将它接在如图所示的理想变压器的副线圈两端时,其消耗的功率为P2.已知变压器输入电压u=220sin 100t(V),不计电阻阻值随温度的变化,求:(1)理想变压器副线圈两端电压的有效值.(2)此变压器原、副线圈的匝数之比.10.2017广西柳州模拟,15,14分某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 ,允许线路损耗的功率为输出功率的4%.求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?一、选择题(每小题6分,共54分)1.如图所示,10匝矩形线框,在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴OO以100 rad/s的角速度匀速转动,线框电阻不计,面积为0.5 m2,线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只灯泡L1和L2.已知变压器原、副线圈的匝数比为10:1,开关断开时L1正常发光,且电流表示数为0.01 A,则()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为200sin 100t(V)B.灯泡L1的额定功率为2 WC.若开关S闭合,灯泡L1将更亮D.若开关S闭合,电流表示数将增大2.多选如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交变电流,副线圈接有光敏电阻R、交流电表.下列说法正确的是()A.当U增大时,变压器的输入功率增大B.当f减小时,变压器的输入功率减小C.当光照增强时,交流电表的示数减小D.当滑动触头P向下滑动时,交流电表的示数增大3.如图所示,水平铜盘半径为r,置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度做匀速圆周运动,铜盘的边缘及中心处分别通过导线与理想变压器的原线圈相连,该理想变压器原、副线圈的匝数比为n:1,变压器的副线圈与电阻为R的负载相连,则()A.负载R两端的电压为Br22nB.原线圈中的电流为通过R电流的1nC.穿过变压器的副线圈磁通量为0D.通过负载R的电流为04.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1,原线圈接正弦式交变电流,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为()A.4IR+mgvIB.mgvI C.4IR D.14IR+mgvI5.多选如图甲所示为风力发电的简易模型.在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比.若某一风速下,线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示.下列说法正确的是()图甲图乙A.电流的表达式为i=0.6sin 10t(A)B.磁铁的转速为10 r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin 10t(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为325 A6.电吹风是生活中的常用电器.某款电吹风的各项参数如下表所示,其电路图如图所示,理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2,a、b、c、d为四个固定触点,可动的扇形金属片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态.关于该款电吹风,下列说法中正确的是()热风时输入功率450 W自然风时输入功率50 W小风扇额定电压50 V正常工作时小风扇的机械功率42 WA.触片P与触点b、c接触时,电吹风吹热风B.变压器两线圈的匝数比n1:n2=22:5C.小风扇线圈电阻为8 D.电热丝正常工作时电阻为6.25 7.如图所示为远距离输电示意图,发电机的输出电压U1、输电线的电阻r和理想变压器匝数均不变,且n1:n2=n4:n3.当用户消耗的功率增大时,下列表述正确的是()A.用户的总电阻增大B.用户两端的电压U4增大C.U1:U2=U4:U3D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率8.多选如图所示,理想变压器原线圈两端的输入电压为220 V,副线圈两端接有两只标有“12 V24 W”字样的灯泡,当开关S1和S2都闭合时,两灯泡均正常发光.下列说法中正确的是()A.该变压器原、副线圈的匝数之比应为55:3B.该变压器原、副线圈的匝数之比应为3:55C.将开关S1断开,则通过该变压器原线圈的电流将变小D.将开关S1断开,则该变压器原线圈的输入功率将变小9.如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根足够长的平行光滑金属导轨(电阻不计),垂直导轨放置金属棒ab,金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器的输出端有三组副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是()A.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后, IR=0、IL=0、IC=0B.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR0、IL0、IC=0C.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,则IR0、IL0、IC=0D.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动 则IR0、IL=0、IC0二、非选择题(共10分)10.10分如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,ab边长L1=20 cm,ad边长L2=25 cm,放在磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n=3 000 r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1 ,外电路电阻R=9 ,t=0时,线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外,cd边转入纸内.(1)写出线圈中感应电动势的瞬时表达式;(2)线圈转一圈外力做功多少?(3)从图示位置转过90的过程中流过电阻R的电荷量是多少?答案：1.BC当导线框N完全进入磁场后,通过线框的磁通量将不变,故无感应电流产生,因此它不会产生正弦交流电,A项错误;导线框每转动一圈,产生的感应电流的变化为一个周期,B项正确;在t=T8时,导线框转过的角度为45,切割磁感线的有效长度相同,均为绕圆心的转动切割形式,设圆弧半径为R,则感应电动势均为E=12BR2,C项正确;导线框N转动的一个周期内,有半个周期无感应电流产生,所以两导线框的感应电动势的有效值并不相同,由闭合电路欧姆定律可知,两导线框的电阻相等时,感应电流的有效值一定不相同,D项错误.2.D根据题意,小型发电机输出电压的峰值为Em=2Ne0,A、B项均错误;对于正弦式交变电流,峰值与有效值E的关系满足E=Em2,故有效值为2Ne0,C项错误,D项正确.3.ACt=0时刻,两次t=0时刻产生的交变电流的电动势瞬时值均为零,因此线圈平面均与中性面重合,A项正确;图中a、b对应的周期之比为23,因此线圈转速之比nanb=1Ta:1Tb=32,B项错误;a线表示的交流电动势的频率为fa=1Ta=1410-2 Hz=25 Hz,C项正确;a线对应线圈相应的电动势的最大值Eam=NBS2Ta,由图象知Eam=15 V, b线对应线圈相应的电动势的最大值Ebm=NBS2Tb,因此EbmEam=TaTb=23,Ebm=10 V,有效值Eb=102 V=52 V,D项错误.4.D由产生的电动势可知,该交变电流的频率为5 Hz,选项A错误;该电动势的有效值为E=10 V,选项B错误;电路中交流电流表的示数为电流的有效值,为I=ER+r=1.0 A,选项D正确;外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9 W,选项C错误.5.B设原、副线圈减少的匝数均为n,则根据变压比有,U1U2=n1n2,U1U2=n1-nn2-n,由于U2=n2-nn1-nU1,U2=n2n1U1,因此U2小于U2,即副线圈两端的电压变小,小灯泡变暗,A项错误,B项正确;由于匝数比变化,因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化,C、D项错误.6.C由变压器的变压公式U1U2=n1n2可知,由于原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因此有U1U2,当滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,n2减小,因此U2降低,C项正确.7.AD因为两灯泡额定电压相同且均正常发光,输入电压为灯泡额定电压的10倍,所以理想变压器的输入、输出电压比为91,由理想变压器变压规律可知,原、副线圈的匝数比为91,A项正确,B项错误;由理想变压器变流规律可知,原、副线圈的电流比为19,由电功率P=UI可知,a和b的电功率之比为19,C项错误,D项正确.8.B设理想变压器原、副线圈匝数比值为k,根据题述,当开关S断开时,电流表示数为I,则由闭合电路欧姆定律得U=IR1+U1.由变压公式U1U2=k及功率关系U1I=U2I2,可得I2I=k,即副线圈输出电流为I2=kI,U2= I2(R2+R3)=kI(R2+R3).当开关S闭合时,电流表示数为4I,则有 U=4IR1+U1.由变压器公式U1U2=k及功率关系U14I=U2I2,可得I24I=k,即副线圈输出电流为I2=4kI,U2= I2R2=4kIR2,联立解得k=3,选项B正确.9.BD由题意,变压器是理想变压器,故变压器输入、输出功率之比为1:1,故选项A错误;变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比,即I1I2=n2n1=14,故选项B正确;由题图(b)可知交流电压最大值Um=51 V,周期T=0.02 s,可由周期求出角速度的值为=100 rad/s,则可得交流电压u的表达式u=51sin 100t(V),故选项C错误;RT处温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D正确.10.AD当负载电阻减小为5R0时,由串联分压规律可知,R0两端电压为1 V,副线圈两端电压为6 V,由理想变压器变压规律可知,U1U2=n1n2,即U1=24 V,由正弦交变电流有效值与最大值的关系可知,原线圈两端电压的最大值U1m=2U134 V,A项正确,B项错误;因为变化过程中变压器的输入电流不变,所以副线圈中变化前后电流也不变,由欧姆定律可知,变化前后电压比U2U2=6R012R0,即U2=12 V,由变压规律U1U2=n1n2U1=48 V,C项错误,D项正确.11.A设原线圈中电流为I1,由变压器变压公式可得220V-I1RU=n1n2 =3,由变流公式有I1I2 =13 ,由欧姆定律可得,副线圈回路中电阻两端电压U=I2R,联立解得U=66 V.电阻消耗功率P=I2R,由于I1I2=13,所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为19,选项A正确.12.BC保持Q的位置不动,则副线圈的输出电压不变,当P向上滑动时,副线圈电路中的总电阻变大,副线圈中的电流减小,根据变流规律可知,原线圈中的电流减小,因此电流表的读数变小,A项错误,B项正确;保持P的位置不动,副线圈电路中的总电阻不变,当Q向上移时,副线圈的匝数增多,由变压规律可知,副线圈的输出电压增大,副线圈中的电流增大,由变流规律可知,原线圈中的电流增大,电流表读数变大,C项正确,D项错误.13.D由于变压器原线圈的电压不变,因此电压表V1、V2的读数均不变,选项A、B均错误.由题意可知,该变压器起降压作用,选项C错误.由于副线圈的电压不变,电流表A2的示数增大,根据欧姆定律可知负载的电阻变小,所以滑动变阻器连入电路的阻值变小,选项D正确.14.BD设变压器副线圈两端的电压为U2,则有UabU2=n1n2,而U2=2Ucd,所以A项错误;增大负载电阻R,变压器的输出功率减小,所以电流表的读数减小,B项正确;负载电阻的阻值减小,Ucd不变,C项错误;将二极管短路,变压器的输出功率加倍,所以输入功率加倍,因此电流表的示数加倍,D项正确.15.BD将额定电压为60 V的用电器接在理想变压器的输出端,在闭合开关后,用电器正常工作,已知交流电压表和交流电流表(均为理想电表)读数分别为220 V和2.2 A,根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为132 W,选项A错误;根据理想变压器的变压和变流规律可知,U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,联立可求得通过原线圈的电流的有效值为0.6 A,选项B正确;由于电流表显示的是有效值,因此通过副线圈电流的最大值为2.22 A,选项C错误;根据理想变压器变压规律可知,变压器原、副线圈的匝数比为n1n2=113,选项D正确.16.A理想变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压为U2,则有I1U1=U2I2,U2=I1U1I2,选项A正确;输电线上的电压降为U=I1r,或者U=U-U1,选项B错误;理想变压器的输入功率为P=I1U1,选项C错误;输电线路上损失的电功率为P=I12r,选项D错误.17.D远距离输电过程中,应用高压输电能够减小输电线上的功率损失,则R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率,C项错误;而比较两个不同输电回路,输电线电阻相同,由P损=I22R可知,A1示数小于A2示数,A项错误;根据欧姆定律可知,R2两端电压小于R4两端电压,D项正确;由于输电线上损失电压不同,故两灯泡两端电压不同,亮度不同,B项错误.18.BC向下滑动P时,副线圈的匝数变少,由理想变压器的电压关系可知,副线圈两端的电压变小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压,由理想变压器的电压关系可知,副线圈两端的电压增大,灯泡变亮,选项B正确;电压不变,增大交流电源的频率,电容器的容抗减小,电路中的电流变大,灯泡变亮,选项C正确;减小电容器的电容,电容器的容抗增大,电路中的电流减小,灯泡变暗,选项D错误.1.B电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少,根据变流比公式Iabnab=Icdncd可知,IabIcd,又电流互感器的作用是减小测量电流,即电流表应接在电流较小的一侧,ab接MN、cd接PQ,选项B正确.2.B设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n1 、n2 ,初级线圈和次级线圈中的电流分别为I1 、I2 ,根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得I1n1=I2n2 ,U0-I1R1n1=I2R2n2,设R2的功率为P,联立则有P=I22R2=-I12R1+I1U0,由于扬声器有最大功率,则I1=U02R1、I2=U021R1R2 ,选项D说法正确;大电阻R1两端电压I1R1=U02 ,选项A说法正确;理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n1n2=I2I1=R1R2 ,选项B说法错误;交流电源的输出功率为I1U0=U022R1 ,选项C说法正确.3.D由题图乙可知=2T=10,导体棒产生的感应电动势的最大值为Em=BLvm=32 V,故电源电动势为e=BLvmsin t=32sin 10t V,电动势的有效值为E=Em2=3 V.设原线圈的输入电压为U1,副线圈的输出电压为U2,原线圈的输入电流为I1,副线圈的输出电流为I2,则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有E=I1r+U1,由变压器的工作原理可知U1U2=n1n2、I1I2=n2n1;对含有副线圈的回路,由欧姆定律有U2=I2R,由以上式子可解得U1=1 V,A错误;交变电流的频率为f=1T=5 Hz,每个周期内电流方向改变2次,故每秒钟电流方向改变10次,B错误;电阻R两端电压U2=n2n1U1=2 V,通过副线圈的电流I2=U2R=1 A,通过原线圈的电流I1=n2n1I2=2 A,所以电阻R实际消耗的功率P=U2I2=2 W,C错误;在t=0.05 s=T4时间内,电路产生的焦耳热Q=(I22R+I12r)t=0.3 J,根据能量守恒得W外-Q=12mvm2,故W外=12mvm2+Q=0.48 J,D正确.4.AD在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路部分的阻值变小,变压器输出电流增大,输出功率增大,根据变压器输出功率决定输入功率,可知变压器输入功率增大,输入电流增大,原线圈电路中的R消耗的功率变大,电路中消耗的总功率增大,选项A正确;定值电阻R两端的电压U=IR,原、副线圈电路中定值电阻R两端的电压之比等于电流之比恒为12,选项D正确.变压器原线圈和副线圈中的电流均增大,则原线圈电路中定值电阻R消耗的功率在增大,副线圈电路中定值电阻R消耗的功率也在增大,选项B错误;由I1I2=n2n1=12,P=I2R,可得原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率的比值为P1P2=I12I22=14,即原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比恒为14,选项C错误.5.AD根据交变电流有效值含义可知题图乙所示交变电压的有效值满足(Um2)2RT2=U2RT,得U=Um2=1102 V,由理想变压器变压规律可知,电压表示数为112 V,即约为15.56 V,A项正确;由欧姆定律可知,副线圈电流为I=U10(R1+R2)=2 A,由变流规律可知,原线圈电流为210 A,B项错误;闭合开关,副线圈电路的总电阻减小,输出电压不变,副线圈电流增大,输出功率增大,故理想变压器的输入功率增大,所以电流表示数增大,C项错误,D项正确.6.BD因为输入电压不变,原、副线圈的电压之比等于匝数之比,则副线圈的电压也不变,即电压表V1、V2的示数不变,A错误;因为负载增加,则副线圈电路中总电阻减小,副线圈电压不变,则副线圈中的电流增大,即电流表A2的示数增大,所以A1示数也增大,B正确;原线圈电压不变,原线圈电流增大,由P=UI知变压器的输入功率增大,C错误;副线圈的电压不变,电流增大,则R0两端的电压也增大,电阻R1两端的电压减小,D正确.7.D变压器不改变交流电的频率,f=2=50 Hz,A说法正确;交流电压表的示数为副线圈两端电压的有效值,U1U2=101,解得U2=22 V,B说法正确;当可变电阻阻值变大时,变压器的输出电压不变,由P=U2R+R0知,变压器的输出功率变小,变压器的输入功率变小,C说法正确;当可变电阻的阻值R=0时,副线圈中电流最大,变压器的输出功率最大,其输入功率也最大,此时电流表的示数最大,U1I1=U22R0,220I1=22210 A,I1=0.22 A;当R=10 时,副线圈中电流最小,变压器的输出功率最小,其输入功率也最小,此时电流表的示数最小,U1I1=U22R0+R,220I1=22220 A,解得I1=0.11 A,所以交流电流表示数的变化范围为0.110.22 A,D说法错误.8.B题图甲表示的是正弦式交变电流,题图乙表示的是锯齿波交变电流,大小和方向均随时间变化,根据交变电流的定义,知题图甲和题图乙表示的都是交流电,选项A错误;根据交变电流最大值和有效值的关系,知题图甲电压的有效值为220 V,题图乙电压的有效值小于220 V,其瞬时值表达式不是正弦交变电流的表达式,选项B正确,C错误;变压器不改变正弦式交变电流的频率,所以题图甲电压经过变压器变压后,频率不变,选项D错误.9.(1)102 V(2)11:1解析:(1)由P=(20 V)2R和P2=U2R解得副线圈两端电压的有效值U=102 V.(2)此变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=UU=2202102=111.10.(1)1:372:11(2)320 V5 760 W解析:(1)输电电路图如图所示由P=4%P输出和P=I22R,得I2=4%P输出R=6 A,则U送=P输出I2=1 500 V升压变压器原、副线圈匝数比n1n2=U0U送=5001 500=13输电线上电压损失U=I2R=60 V故降压变压器输入电压U1=U送-U=1 440 V 故降压变压器原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=1 440220=7211.(2)若不用变压器,则输电电流I=P输出U0=18 A村民和村办小企业得到的电压U=U0-IR=320 V,得到的功率P=P输出-I2R=5 760 W.1.D变压器输入电压的最大值为Um=NBS=100.40.5100 V=200 V,由于从垂直中性面的位置开始计时,所以线框中感应电动势的瞬时值为u=Umcos t=200cos 100t(V),故A项错误;变压器输入电压的有效值为U1=Um2=2002 V=1002 V,开关断开时L1正常发光,且电流表示数为0.01 A,由I1I2=n2n1可得I2=0.1 A,灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率,为P=U1I1=10020.01 W=2 W,故B项错误;若开关S闭合,输出电压不变,则灯泡L1亮度不变,故C项错误;若开关S闭合,输出电压不变,输出端电阻减小,则输出电流增大,输入电流也增大,故D项正确.2.AD当U增大时,变压器的匝数比不变,副线圈的电压增大,负载不变,变压器的输出功率增大,理想变压器输入功率等于输出功率,所以变压器的输入功率增大,故A项正确;当f减小时,输入电压和输出电压不变,输出功率不变,所以变压器的输入功率不变,故B项错误;当光照增强时,光敏电阻的阻值变小,副线圈的电压不变,所以交流电表的示数增大,故C项错误;当滑动触头P向下滑动时,原线圈的匝数变小,副线圈电压变大,交流电表的示数增大,故D项正确.3.D铜盘切割磁感线产生的感应电动势E=Brv-=12Br2,为恒定的电动势,经过变压器后,负载两端电压为零,通过负载的电流为零,故选项A错误,D正确;副线圈中无电流,原线圈中有电流,能产生磁场,原、副线圈中磁通量都不为零,故选项B、C错误.4.A原、副线圈中电流比等于匝数反比,故副线圈中的电流为2I,输入功率等于副线圈消耗的功率,即P=(2I)2R+mgv=UI,所以电压表的读数U=4IR+mgvI,选项A正确.5.AD由题图乙可知,线圈转动周期即电流的周期T=0.2 s,则=2T=10 rad/s,由交变电流的电流表达式i=Asin t(A),可知A正确;根据=2n,可知转速为5 r/s,B错误;由于转速与风速成正比,当风速加倍时,转速也加倍,即角速度加倍,由Im=EmR总=NBSR总可知,电流的最大值也加倍,即Im=1.2 A,则电流的表达式为i=1.2sin 20t(A),电流的有效值I=Im2=1.22 A=325 A,C错误,D正确.6.C只有电热丝接入时才能吹热风,故吹热风时触片P与触点a、b接触,A错误;根据变压器的副线圈、原线圈的匝数与电压的关系知n1:n2=50 V:220 V=5:22,故B错误;小风扇的热功率为P热=50 W-42 W=8 W,电流I=PU=5050 A=1 A,则由P热=I2r可得r=8 ,故C正确;电热丝的功率P=450 W-50 W=400 W,由P=U2R可知,电热丝电阻R=2202400 =121 ,故D错误.7.C对两个变压器,有U1U2=n1n2,U3U4=n3n4,所以U1U2=U4U3,选项C正确;由能量守恒定律可知,发电机的输出功率等于用户消耗的功率和输电导线消耗的功率之和,选项D错误;电压U1一定,U2也一定,当用户消耗的功率P出增大时,负载增多,用户的总电阻减小,由P出=I42R负载,可知降压变压器的输出电流I4增大,由I3I4=n4n3,可知降压变压器的输入电流I3=I2增大,则U3=U2-I2r减小,用户两端的电压U4减小,选项A、B错误.8.ACD因为灯泡正常发光,故其两端的电压为12 V,则由变压器原、副线圈的匝数比等于其电压之比的规律可知,变压器原、副线圈的匝数之比为n1n2=U1U2=220 V12 V=553,选项A正确,B错误;将开关S1断开,副线圈上连接的电阻变大,消耗的电功率减小,变压器原线圈的输入功率将变小,故原线圈中的电流也将减小,故选项C、D正确.9.A在ab棒匀速运动过程中,ab棒产生恒定的感应电动势,左边原线圈中产生恒定的电流,形成恒定的磁场,穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变,则副线圈中没有感应电动势产生,所以IR=0、IL=0、IC=0,A正确,B错误;若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,原线圈中产生交变电流,副线圈中将有感应电流产生,故IR0、IL0、IC0,C、D错误.10.(1)e=314cos 100t(V)(2)98.6 J(3)0.1 C解析:(1)线圈以n=3 000 r/min的转速匀速转动,所以线圈的角速度=100 rad/s感应电动势的最大值为Em=NBS=314 V,所以感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScos t=314cos 100t(V).(2)感应电动势有效值为E=Em2,电流I=ER+r,线圈转一圈外力做功大小等于电功的大小,即W=I2(R+r)T=98.6 J.(3)线圈由图示位置转过90的过程中,=BSsin 90,通过R的电荷量为Q=NR+r=0.1 C.
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